上海交大校史博物馆设在老图书馆二、三楼，展厅总面积约600多平方米。博物馆共有三个展厅。第一展厅的时间跨度从南洋公学创办直至上海解放，分“南洋公学初创”、“建设现代工科大学”、“理工管结合的交通大学”三个时期；第二展厅的时间跨度从上海解放至今。这两个展厅共展出珍贵文物、文献、照片资料等近700件，反映了学校一个多世纪来的发展历程和学研昌盛的丰硕成果。第三展厅为上海交大“两院”院士业绩展。展出了近200位在交大求学或任教过的中国科学院和中国工程院院士的照片资料、文献实物等，以院士们的出生年月先后为排列顺序，着重介绍他们的生平简历与主要成就。第三展室还设有《林同炎教授展室》，展出了交大著名校友、国际知名结构工程学家、教育家、美籍华裔学者林同炎先生的照片、著作、论文、图片资料等共300余件。